一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磨煤机技术领域，具体地，涉及一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]双进双出磨煤机是单进单出磨煤机基础上发展起来的一种新型制粉设备。它客服了单进单出磨煤机功能单一，不能用于直吹的缺点，集烘干、粉磨、选粉、送粉等功能于一体，具有系统布置简单、自动化程度高，煤种适应性广，煤粉细度高，维护操作简单等特点，符合现代化大型电厂的发展要求。
[0004]双进双出磨煤机的出现，结束了磨煤机不能用于直吹的历史，尤其针对我国煤种复杂、煤质差的特点，为我国电厂向大型化发展提供了技术保证。
[0005]双进双出磨煤机相对于中速磨煤机由于对煤种适应性强，对机组负荷及压力响应速度快，是近年来火电厂制粉系统设备选型的主流趋势。然而，由于给煤机输送的原煤先进入磨煤机筒体进行研磨和料位储集，然后再通过一次风携带进入炉膛进行燃烧，而不是全部进入炉膛，这使得通过给煤机转速测量或者称重测量的瞬时煤量并不能真正表征实际进入炉膛的燃料量，机组协调控制系统不能对燃料量进行精确控制，造成在机组变负荷及稳态工况下主汽压力控制不稳定。尤其在配置双进双出磨煤机的超临界、超超临界直流炉中，将对水煤比控制和主汽温度控制产生严重影响，这将导致在机组实际运行过程中出现机组压力、主蒸汽温度以及分离器入口蒸汽过热度调节品质差等缺陷。
[0006]目前，配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料仍无较为有效的测量和计算手段。
[0007]
【发明内容】
[0008]针对现有技术的不足，本发明提供一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法，来实现在机组协调控制模式下入炉煤量的闭环瞬时修正，以及涉及到磨煤机正常运行工况、满料位启停工况及空料位启停工况全过程中机组入炉煤量的逻辑计算方法。
[0009]一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统，包括:
燃料控制单元，用于接收锅炉发出的控制指令和变负荷的加速信号，计算出磨煤机容量风门的控制信号，并将结果发送到所述瞬时燃料优化计算转换单元；
瞬时燃料优化计算转换单元，通过相应磨煤机与给煤机运行状态判断切换条件，实现燃料量计算的多种方式无扰切换，并将结果发送到燃料控制单元；
正常运行工况煤量闭环计量单元，用于接受根据容量风门线性确定的理论煤量和给煤机瞬时煤量，并根据两者之间的偏差通过比例、积分闭环运算形成瞬时燃料量修正系数，结果发送到所述瞬时燃料优化计算转换单元；
磨带负荷停止记忆存储单元，用于接收所述正常运行工况煤量闭环计量单元的结果，并在磨煤机带负荷跳闸过程中记忆跳闸瞬间的瞬时燃料量，输出磨带负荷调整瞬时煤量信号。
[0010]优选地，还包括抗积分饱和单元，所述抗积分饱和单元与所述燃料控制单元配合连接，所述抗积分饱和单元接收燃料主控输出的磨煤机容量风门的控制信号。
[0011]优选地，还包括磨煤机启动工况煤量计算单元，所述磨煤机启动工况煤量计算单元与所述瞬时燃料优化计算转换单元配合连接，接收到磨煤机的启动信号后输出磨煤机启动工况下的瞬时煤量。
[0012]优选地，还包括磨煤机停止工况煤量计算单元，所述磨煤机停止工况煤量计算单元与所述瞬时燃料优化计算转换单元配合连接，接收到磨煤机的停止信号输出磨煤机停止工况下的瞬时煤量。
[0013]一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化方法，所述优化方法采用上述优化系统，所述方法包括以下步骤:
燃料控制单元将锅炉控制指令和变负荷的加速信号的叠加值与其叠加值的惯性环节的小选值作为燃料调节器的设定值，将燃料控制设定值与容量风门开度的实际函数关系乘以前馈系数作为前馈回路，来实现优化燃料控制设定值以及前馈回路与调节器；
瞬时燃料优化计算转换单元判断机组磨煤机和相应给煤机状态，从而进行多种方式无扰切换；
正常运行工况煤量闭环计量单元将根据容量风门线性确定的理论煤量与给煤机瞬时煤量进行PID闭环运算，计算出实时准确的入炉燃料量；
磨带负荷停止记忆存储单元在磨煤机带负荷跳闸过程中记忆跳闸瞬间的瞬时燃料量。
[0014]优选地，采用抗积分饱和控制单元，在磨煤机满出力时，对锅炉主控进行增闭锁，在压力处于上升段时，解除闭锁条件。
[0015]优选地，还包括:
采用磨煤机启动工况煤量计算单元，模拟运行操作过程，计算出磨煤机启动过程中进入炉膛的燃料量；
采用磨煤机停止工况煤量计算单元，模拟运行操作过程，计算出磨煤机停止过程中进入炉膛的燃料量。
[0016]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明提供的一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法可以实现在机组协调控制模式下入炉煤量的闭环瞬时修正，以及涉及到磨煤机正常运行工况、满料位启停工况及空料位启停工况全过程中机组入炉煤量的逻辑计算方法，克服入炉煤量因风量测量不准确性及容量风门线性差等因素影响，准确表征实际进入炉膛的燃料量，提高锅炉燃烧控制系统调节品质，从而保证机组压力控制稳定。
[0017]
【附图说明】
[0018]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0019]图1为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的工作原理示意图； 图2为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的燃料控制单元的组态示意图；
图3为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的抗积分饱和单元的组态示意图；
图4为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的瞬时燃料优化计算转换单元的组态示意图；
图5为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的正常运行工况煤量计算单元和的组态示意图；
图6为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的磨煤机启动工况煤量计算单元的组态示意图；
图7为根据本发明一种配置双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统的磨煤机停止工况煤量计算单元和磨空/满负荷切换单元配合的组态示意图。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
[0022]根据本发明实施例，如图1-图7所示，提供了一种双进双出磨煤机火电机组瞬时燃料优化系统和方法。
[0023]如图1所示，本实施例包括燃料控制单元，包括燃料控制单元1001，以及依次与所述燃料控制单元1001配合连接的瞬时燃料优化计算转换单元1002及正常运行工况煤量闭环计量单元1003，以及与所述正常运行工况煤量闭环计量单元1003配合连接的磨带负荷停止记忆存储单元1004，还包括抗积分饱和单元1005，所述抗积分饱和单元1005与所述燃料控制单元1001配合连接，还包括磨煤机启动工况煤量计算单元1006，所述磨煤机启动工况煤量计算单元1006与所述瞬时燃料优化计算转换单元1002配合连接，还包括磨煤机停止工况煤量计算单元1006，所述磨煤机停止工况煤量计算单元1006与所述瞬时燃料优化计算转换单元1002配合连接。
[0024]燃料控制单元1001，一方面用于接收锅炉发出的控制指令和变负荷的加速信号，并同瞬时燃料优化计算转换单元1002的计算结果与BTU校正系数乘积形成的瞬时燃料量进行PID运算，另一方面通过前馈环节，即将燃料控制设定值与容量风门开度的二维函数乘以前馈系数，两者综合计算出磨煤机容量风门的控制信号。
[0025]瞬时燃料优化计算转换单元1002，用于接收磨煤机正常运行工况煤量闭环计量单元1003、磨煤机启动工况煤量计算单元1006以及磨煤机停止工况煤量计算单元1007计算结果，并通过相应磨煤机与给煤机运行状态判断切换条件，实现燃料量计算的多种方式无扰切换，并将结果发送到燃料控制单元1001。
[0026]磨煤机正常运行工况煤量闭环计量单元1003，用于接受根据容量风门线性确定的理论煤量和给煤机瞬时煤量，并根据两者之间的偏差通过比例、积分闭环运算形成瞬时燃料量修正系数，该系数与理论煤量相除为磨煤机正常运行工况下煤量，结果发送到瞬时燃料优化计算转换单元。
[0027]磨带负荷停止记忆存储单元1004，用于接收所述磨煤机正常运行工况煤量闭环计量单元结果，并在磨煤机带负荷跳闸过程中记忆跳闸瞬间的瞬时燃料量，输出磨带负荷调整瞬时煤量信号。
[0028]抗积分饱和单元1005用于接收燃料主控输出的磨煤机容量风门的控制信号，当该信号已达调节上限时，输出锅炉主控增闭锁信号，并在压力处于上升段时，解除闭锁信号，实现由于磨煤机达到满负荷时产生的积分饱和现象。
[0029]磨煤机启动工况煤量计算单元1006模拟运行操作过程，接受磨启动时间输出信号，形成修正系数，并同正常运行工况煤量闭环计量单元结果相乘，输出磨煤机启动工况下的瞬时煤量；另外，在运行人员通过人机界面KEYBORD设定为磨满负荷工况启动时，接受磨带负荷跳闸瞬间煤量。
[0030]磨煤机停止工况煤量计算单元1003模拟运行操作过程，接受磨停止时间输出信号，形成修正系数，并同正常运行工况煤量闭环计量单元1003结果相乘，输出磨煤机停止工况下的瞬时煤量。
[0031]具体实施时，在上述实施例的双进双出磨煤机制粉系统的优化系统中，燃料控制单元的组态图参见图2，燃料优化计算系统的抗积分饱和单元的组态图参见图3，瞬时燃料优化计算转换单元的组态图参见图4，正常运行工况煤量计算单元和的组态图参见图5，磨煤机启动工况煤量计算单元的组态图参见图6，磨煤机停止工况煤量计算单元和磨空/满负荷切换单元配合的组态图参见图7。<